三相異步電動(dòng)機(jī)的效率和溫升的問題

　　不論哪種形式的變頻器，在運(yùn)行中均產(chǎn)生不同程度的諧波電壓和諧波電流，使三相異步電動(dòng)機(jī)在非正弦電壓、電流下運(yùn)行。其中，高次諧波對(duì)普通異步電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行效率和溫升影響大。高次諧波會(huì)引起三相異步電動(dòng)機(jī)定子銅耗、轉(zhuǎn)子銅(鋁)耗、鐵耗及附加損耗的增加，為顯著的是轉(zhuǎn)子銅(鋁)耗。因?yàn)槿喈惒诫妱?dòng)機(jī)是以接近于基波頻率所對(duì)應(yīng)的同步轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)的，因此，高次諧波電壓以較大的轉(zhuǎn)差切割轉(zhuǎn)子導(dǎo)條后，便會(huì)產(chǎn)生很大的轉(zhuǎn)子損耗。除此之外，還需考慮因集膚效應(yīng)所產(chǎn)生的附加銅耗。這些損耗都會(huì)使普通異步電動(dòng)機(jī)額外發(fā)熱，效率降低，輸出功率減小，如將三相異步電動(dòng)機(jī)運(yùn)行于變頻器輸出的非正弦電源條件下，其溫升一般要增加10%~20%。

　　三相電機(jī)絕緣強(qiáng)度問題

　　目前中小型變頻器，多數(shù)是采用PWM(脈寬調(diào)制)的控制方式。它的載波頻率約為幾千到十幾千赫茲，這就使得三相異步電動(dòng)機(jī)定子繞組要承受很高的電壓上升率，相當(dāng)于對(duì)三相異步電動(dòng)機(jī)施加陡度很大的沖擊電壓，使三相異步電動(dòng)機(jī)的匝間絕緣承受較為嚴(yán)酷的考驗(yàn)。另外，由PWM變頻器產(chǎn)生的矩形斬波沖擊電壓疊加在三相電機(jī)運(yùn)行電壓上，會(huì)對(duì)三相異步電動(dòng)機(jī)的對(duì)地絕緣構(gòu)成威脅，對(duì)地絕緣在高壓的反復(fù)沖擊下會(huì)加速老化。

　　諧波電磁噪聲與振動(dòng)

　　三相異步電動(dòng)機(jī)采用變頻器供電時(shí)，會(huì)使由電磁、機(jī)械、通風(fēng)等因素所引起的振動(dòng)和噪聲變的更加復(fù)雜。變頻電源中含有的各次時(shí)間諧波與三相異步電動(dòng)機(jī)電磁部分的固有空間諧波相互干涉，形成各種電磁激振力。當(dāng)電磁力波的頻率和普通異步電動(dòng)機(jī)機(jī)體的固有振動(dòng)頻率一致或接近時(shí)，將產(chǎn)生共振現(xiàn)象，從而加大噪聲。由于三相異步電動(dòng)機(jī)工作頻率范圍寬，轉(zhuǎn)速變化范圍大，各種電磁力波的頻率很難避開三相異步電動(dòng)機(jī)的各構(gòu)件的固有振動(dòng)頻率。

　　三相異步電動(dòng)機(jī)對(duì)頻繁啟動(dòng)、制動(dòng)的適應(yīng)能力

　　由于采用變頻器供電后，三相異步電動(dòng)機(jī)可以在很低的頻率和電壓下以無沖擊電流的方式啟動(dòng)，并可利用變頻器所供的各種制動(dòng)方式進(jìn)行快速制動(dòng)，為實(shí)現(xiàn)頻繁啟動(dòng)和三相電機(jī)制動(dòng)創(chuàng)造了條件，因而三相異步電動(dòng)機(jī)的機(jī)械系統(tǒng)和電磁系統(tǒng)處于循環(huán)交變力的作用下，給機(jī)械結(jié)構(gòu)和絕緣結(jié)構(gòu)帶來疲勞和加速老化問題。

　　低轉(zhuǎn)速時(shí)三相異步電動(dòng)機(jī)的冷卻問題

　　首先，三相異步電動(dòng)機(jī)的阻抗不盡理想，當(dāng)電源頻率較低時(shí)，電源中高次諧波所引起的損耗較大。其次，三相電機(jī)設(shè)計(jì)普通異步電動(dòng)機(jī)在轉(zhuǎn)速降低時(shí)，冷卻風(fēng)量與轉(zhuǎn)速的三次方式比例減小，致使三相異步電動(dòng)機(jī)的低速冷卻狀況變壞，溫升急劇增加，難以實(shí)現(xiàn)恒轉(zhuǎn)矩輸出。